DE1907689C2

DE1907689C2 - Ein- oder mehrstufiger Hydraulikzylinder mit Verdrehsicherung

Info

Publication number: DE1907689C2
Application number: DE19691907689D
Authority: DE
Inventors: Otto Neumeister
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-02-15
Filing date: 1969-02-15
Publication date: 1971-02-18
Also published as: JPS504831B1; CH519111A; GB1301951A; US3631765A; SE364032B; DE1907689B1; FR2035439A5; NL7001974A; AT301105B

Description

1 907 089
ι

, Die rirflndung betrifft ein- oder mch.-stufigc Hy- den Aiißenfliichen der Kolbenstange b/.w. der TeIcdraiilikzylindcr mil Kolbenstange und gegebenenfalls skoprohrc licruusBtehen.

weiteren TclBskoprohren und mit Verdrehsicherung Unter Vermeidung umfangreicher, teleskopartigur

iler Kolbenstange gegenüber dem Zylinder, Innenftihriingen wird die Verdrehsicherung also

Die Kolben mit de» Kolbenstangen von normalen 5 durch Verlegen der Verdrchführimgcn an die Rohr-Hydraulikzylindern können je nach Belastung und Innenwände bewirkt, Dadurch stehen die Λ«Ίβπ-AbiJiclitung ohne größeren Kraftaufwand in den fluchen als DiclUungsgleitfliichen und Flächci flir Zylimlerrolircn verdreht werden, Sie sind deshalb flir Schmutzabstrcilcr zur Verfügung, Die Konstruktion Einrichtungen, bei denen eine Verdrehung nicht ein- erfordert keine Vergrößerung oder zumindest keine treten darf, wie für Hubtischc, Fahrkörbe, Montage- io nennenswerte Vergrößerung des Zylindcrdiirchbühncn usw„ ohne zusätzliche Hilfsmittel bzw, FUh- messers und hat außerdem den Vorteil, daß die Vcrrunguii nicht zu gebrauchen, drchsicherungen innerhalb des abgedichteten Raumes

Bei einstufigen Hydraulikzylindern lassen sich Ver- liegen und somit vom Hydrauliköl geschmiert werden,

drehsicherungen noch verhältnismäßig leicht in einem Sie beeinträchtigen die Abdichtung des Zylinders in

hohlen Kolben oder Ausfahrrohr in Form eines 15 keiner Weise.

Sechskant, eines Vierkant, einer Keilwelle oder eines Wenn man gemäß einem weiteren Merkmal der Flachschlitzdurchbruches mit entsprechender Gegen- Erfindung diß als Kugeln ausgebildeten Eingriffführung unterbringen. Bei mehrstufigen Hydraulik- elemente drehbar in der Kolbenstange bzw, in den zylindern wird die Unterbringung derartiger Verdreh- Teleskoprohren lagert, so wird auch bei beträchtsicherungen innerhalb des Rohrblockes unwirtschaft- 20 liehen außermittigen Belastungen oder Verdrehlich, vor allem wird der Außendurchmesser des belastungen die Reibung in der Verdrehsicherung gesamten Rohrblockes vergrößert. Außerdem wird erheblich herabgesetzt, weil sich 'Jie Kugeln in ihren das gesamte Verdrehspiel, hervorgerufen durch die Sitzen drehen können und dadurch Freßneigungen erforderliche Gicitpassung, immer größer, je mehr verhindern. Reicht die Abstützung der Verdrehkräfte sich d'-j Verdrehsicherungen dem Mittelpunkt nähern, as durch Kugeln nicht aus, so kann man an Stelle der

Deshalb verwendet man bei mehrstufigen Hydrau- Kugeln Keile mit abgerundeten Kuppen vorsehen, likzylindern als Verdrehsicherung meist eine ge- welche auch noch sehr gute Gleiteigtnschaften haben trennte, außeniiegende Führung oder zwei im Ab- und die Flächenpressungen herabsetzen. Die Nuten stand voneinander aufgestellte, mehrstufige Hydrau- führt man zweckmüßig mit Teilkreisquerschnitt aus, likzylinder. Das ist aufwendig und erfordert einen oft 30 der den Kugel- oder Keiloberflächen entspricht. Man nicht zur Verfugung stehenden Platz. Bei mehr- vermeidet oder verringert dadurch die Kerbwirkung stufigen Hydraulikzylindern wurden auch schon Ver- und hat günstige Abstützflächen für die Wälzdrehsicherungen verwendet, bei denen die Mantel- körper.

außenflächcn der Ausfahrrohre und Kolben mit sich Wenn man während des Hubvorganges eine beüber eine dem Hub entsprechende Länge erstrecken- 35 stimmte Drehung in einer oder mehreren Stufen vorden Anflachungen versehen sind. An diese greifen nehmen will, so kann man diese gleichzeitig durch die entsprechende Gegenführungsstücke an. Keilnuten- Form der Nuten erzeugen. Man führt sie dann nicht Führungen, die das kleinste Verdrehspiel zulassen genau in Richtung der Zylit.derachse, sondern führt und am leichtesten an den Mantelaußenflächen aus- sie zwar auch in Längsrichtung liegend, jedoch spiralzuführen wären, vermeidet man, um die ungünstige 40 förmig aus, wie rs für Kolbenmotoren an sich be-Kerbwirkung auszuschließen. Die auch leicht auszu- kannt ist. Bei dieser bekannten Lösung sind zu einem führende Anflachung hat schon bei geringem Füh- anderen Zweck, nämlich zur Umwandlung der Hubriuifisspiel ein erhebliches Verdrehspiel zur Folge. bewegung d- 3 Kolbens in eine Drehbewegung der Weiter bewirkt die außenseitige Anflachung eine sich Abtriebswelle, in das Wellenende stark gewendelte über einen beträchtlichen Teil seiner Länge erstrek- 45 Spiralnuten eingearbeitet, in denen Kugeln kufen, kendc Schwächung des Rohrquerschnittes im Bereich deren Käfig von einem rohrförmigen Kolbenansatz der größten Spannung, da sie verhältnismäßig tief gebildet ist.

aufgeführt werden muß, wenn sie ein verhältnismäßig Den Hub der einzelnen Rohre kann man gleichgeringes Verdrehspiel haben soll. Diese Konstruk- zeitig mit den Verdrehsicherungen begrenzen, wobei tionen haben auch· den Nachteil, daß die Zylinder 50 man die Eingriffelemente, wie z. B. Kugeln oder nicht als Plunger ausgebildet und die Mantelober- Keile, gegen entsprechende Anschläge anlaufen läßt, flächen nicht als Dichtungsgleitflächen benutzt Diese Anschläge lassen sich besonders einfach durch werden können, so daß die Innenflächen der Rohre Anschiagringe ausbilden. Diese legt man in an den nur schwer von eindringendem Wasser, Schmutz usw. Enden der Nuten oder im Bereich ihrer Enden vorfreizuhalten sind. 55 gesehene Ringeinstiche ein. Einen derartigen Ring-

(>jr (Erfindung lieg; die Aufgabe zugrunde, die einstich benötigt man am Ende der Nuten ohnehin,

erwähnten Nachteile zu vermeiden und Verdreh- um die Nuten exakt und sauber in die Wände ziehen

sicherungen verfügbar zu machen, bei denen die oder räumen zu können. Damit sich die von den

äußeren Randzonen der Rohre nicht unterbrochen Außenflächen der Rohre her eingearbeiteten Kugel-

wcrden und welche Konstruktionen als Plunger zu- fio sitze und die Nuten in den Innenflächen der Rohre

lassen. nicht berühren und keine entsprechenden Durch-

Das läßt sich erfindungsgemäß erreichen, indem in brüche oder Schwächungen auftreten, ordnet man sie

den Innenwänden des Zylinders und gegebenenfalls zweckmäßig versetzt zueinander an.

der Tdeskoprohre sich in Zylinderlängsrichtung er- Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele des

streckende Nuten eingelassen sind, in welche Ein- 65 Gegenstandes der Erfindung dar. Es zeigt

griifclerrjcnt'j, wie /, H. Kugeln oder Keile, eingreifen, Fig. 1 einen TeiHängsschnitt und eine Teüaußen-

die im Bereich der in den Zylinder eintauchenden ansicht eines mehrstufigen Hydraulikzylinders mit

F.ndcn der Kolbenstange bzw. der Teleskoprohre aus Verdrehsicherung,

Pig, 2 einen Querschnitt lungs der Linie 2-2 in Fig' I.

F ί μ. 3 eine Teilunsieht und einen Teilliingsschnitt eines einzelnen Ausfahrrohres mit Liingsnuten und eingelegten Kugeln und

Fig.4 einen Teilschnitt im Bereich des innerem Endes dreier Rohre eines weiteren Ausführungen beisp'ieles mit einem Keil,

Der Hydraulikzylinder 1» hat cm äußeres Zylinderrohr II, welches inier Beilage einer Dichtung 12 u> in dm Zylinderkopf 13 eingeschraubt ist. In dcrn Zylinderrohr Il sind die jeweils ine'inandcrsteckenden Rohr·· 14, 15,16 sowie das innere, die Kolbenstange darstellende Kolbcnstangenrohr 17 längsverschiebbar angeordnet. Das Kolbcnstangenrohr 17 ist vom mit einem Anschlußeinsatz 18 versehen,

In die Innenwand 20 jedes der Rohre II, 14,15,16 >sinJ jeweils sechs Längsnuten 21 eingearbeitet. Diese hab<T Teilkreisquerschnitt uno und mit Hilfe von ZU·¹ köpfen in di« Rohrinnenwände eingezogen. Sie ao ersiri cKeii sich von den hinteren, in den Zylinder 10 eintauchenden Enden 22 bis zu Ringeinstichen 23 bzw. 24, die im Abstand von den äußeren Enden 25, 35 ili:r Rohre 11,14,15,16 liegen. Dieser Abstand entspricht der für die Abstützung des ausgefahrenen as Rohres erforderlichen Lagerlänge. In den Ringcinsi'clicn 23 und 24 liegen Anschlagringe 26. In den Außenwänden 27 der Rohre 14,15,16,17 sind jeweils (> Kugelsitze 28 vorgesehen, welche, wie Fig. 2 veranschaulicht, versetzt angeordnet sind. Sie sind im Bereich der Enden 22 angeordnet. In den Kugelsitzen 28 hegen drehbar gehärtete Stahlkugeln 29, deren Kuppen 30 aus der Rohraußenwand 27 herausragen und in die Nuten 21 passend eingreifen. Sie stellen zusammen mit den Nuten 21 die Verdrehsicherung für die Rohre dar. Beim Ausführungsbeispiel liegen die Nuten 21 genau in Richtung der Zylinderachse ZA, so daß beim Hub keinerlei Verdrehungen möglich sind. Die gehärteten Stahlkugeln bieten eine rollende Reibung in den Nuten. Am vo. 3"ren Ende des Hubes laufen die Kugeln 29 gegen die Anschlagringe 26 an, wodurch dann das jeweils nächste Rohr zum Ausfahren gebracht wird. Die Kugeln 29 sind im Bereich der Enden 22 der Rohre gelagert, so daß die übrigen Flächen der Außenwände 27 von Einkerbungen od. dgl. frei sind. Im Bereich der Enden 22 der Rohre sind in die Innenwände 20 weitere Ringeinstiche 31 eingebracht. In diesen liegen weitere Anschuigringe 32, die es verhindern, daß einzelne oder mehrere der Ausfahrrohre 14,1£, 16,17 bei teilweise ausgefahrenem Kolben nach innen durchfallen. Um die Anschiagringe bei eingefahrenem Kolben zu entlasten und die Druckkraft direkt auf dein ZyHnderrohr 11 abzustützen, ist an der Kolbenstange 17 eine Anschlagplatte 34 befestigt, die sich auf die äußeren Enden 25 und 35 des Zylinderrohres Il und der / isfahrrohre 14, ί 5,16 aufsetzt.

Im Bereich der äußeren Enden 25 und 35 des Zylinderrohres 11 und der Ausfahrrohre 14, IS, 16 sind die Schmutzabstreifer 36 in die Innenwände 20 der Rohre eingelassen. Im Abstand davon liegen die Dichtringe 37, welche den Zylinderraum nach außen druckdicht, jedoch gleitend abschließen. Zwischen den Schmutzabstreifern 35 und den JJichtrtagen 37 liegen Lagerungs- und Haltcringe 38. Durch die oben crt ehe Anordnung und Ausbildung dcf V«n»e!isicherung kann eine übliche Abdichtung der einzelnen Rohre an den vorderen Enden vorgenommen werden, da die Dichtfliichei» nicht unterbrochen sind, Auch liegen die Verdrchsitlicrungcn innerhalb des mit Hydraulik«"! gefüllten iliinnu's und wvnkn dadurch geschmiert,

Wie Pig,4 zeigt, k-inn «mn an Stelle der Stahl» kugeln V) im Bereich der Enden 22 der Rohre 14,15, 16,17 Keile 40 vorsehen, die im wesentlichen /,yliiideifönnig abgebildet sind und halbkugelförmige Endkappe aufweisen. Da diese Keile größere CiIcH-fliiclicn haben, können siev bei geringerer Fliiclicnprtüisiing größere Verdreh- oder Suitenkräflc abstützen; allerdings entfällt h\ ihnen der Vorteil der rollenden Reibung,

Die Anzahl der auf dem Umfang vorzusehenden Nuten und Kugeln kann de» jeweiligen Bedürfnissen und räumlichen Verhältnissen entsprechend größer oder geringer gewählt werden. Durch die verhältnismäßig große Anzahl von Fälhrungsnulen und die Anordnung von pussenden, geiiindctcn, in diese eingreifenden Kuppen 30 und vor allem die Verwendung von drehbar gelagerten Kugeln wird ein sehr geringes Verdrehspiel auch bei scltir vielstufigcn Zylindern erzielt.

Wünscht man nicht eine exakte Verhinderung jeder Verdrehung, sondern eine definierte Verdrehung während des Hube», so kann man Jic Nuten spiralförmig in die Innenwände 20 einarbeiten. An Stelle der Kugeln und beschriebenen Rundkeile können auch andere, entsprechend geformte Eingriffclemente in d<c Nuten fiineinragcn.

Claims

Patentansprüche:

1. Ein- oder mehrstufiger Hydraulikzylinder mit Kolbenstange ui.d gegebenenfalls weiteren Teleskoprohren und mit Verdrehsicherung der Kolbenstange gegenüber dem Zylinder, dadurch gekennzeich net, daß in den Innenwänden (20) des Zylinders (10,11) und gegebenenfalls der Teleskoprohre (14,15,16 ) sich in Zylinderlängsrichtung erstreckende Nuten (21) eingelassen sind, in welche Eingriffelemcntc, wie z. B. Kugeln (29) oder Keile (40), eingreifen, die im Bereich der in den Zylinder (10) eintauchenden Enden (22) der Kolbenstange (17) bzw. der Teleskoprohre (14,15,16) aus den Außenflächen (27) der Kolbenstange (17) bzw. der Teleskoprohre (14,15,16) herausstellen.

2. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Kugeln (29) ausgebildeten Eingriffelomente drehbar in der Kolbenstangs (17) bzw. in den Teleskoprohren (!4,15« 16) gelagert sind.

3. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Eingriffelemente Keile (40) mit abgerundeten Kuppen vorgesehen sind.

4. Hydraulikzylinder nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (21) kreisabss/nnittförmigcn Querschnitt aufweisen.

5. Hydraulikzylinder nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (21) in an sich bekannter Weise spiralförmig in den Innenwänden {20} des Zyiinderroh^cs (Ii) bzw= de? TcleskoD-rohrc (14,15,16) angeordnet sind.

6. Hydraulikzylinder nach einem oder mehreren

1 907 $β9

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen